疲劳与断裂是工程中最常见最重要的失效模式。上世纪八十年代初，美国众议院科技委员会委托国家标准局进行过一次关于断裂所造成的损失的大型综合调查。根据调查结果，断裂使美国一年损失1190亿美元，约占其1982年国内生产总值的4%。调查报告指出，向工程技术人员普及关于断裂的基本概念和知识可以减少损失29%；如果在工程中应用已有研究成果，还可以再减少损失24%。可见，普及疲劳与断裂方面的知识，推动已有研究成果的应用，是非常重要的。这在很大程度上有赖于教学。

从1983年起，华中科技大学力学系就在工程力学专业本科生中开设了“疲劳与断裂”课程，是国内最早开设该课程的学校之一。1985年，陈传尧教授为该课程编写了《疲劳断裂讲义》。在经过多轮教学的使用和修改之后，1991年改编为教材《疲劳断裂基础》，由华中理工大学出版社出版。进入新世纪以后，教材在知识体系方面获得进一步的完善和更新。2002年，经过新一轮改编的教材《疲劳与断裂》（第一版），被遴选为教育部面向21世纪课程教材，并在合校后的华中科技大学出版社出版。该教材一经诞生，就受到了兄弟院校同行的广泛欢迎。截至2016年底，该教材已重印9次，总印数近万本，成为疲劳和断裂类课程使用最多的教材之一。2006年，获得华中科技大学优秀教材特等奖。

近年来，华中科技大学“疲劳与断裂”课程组在杨新华教授的带领下，以现代教育思想为指导，遵循力学学科和教育学的内在发展规律，注重学生综合素质和创新能力的培养，充分运用现代教育技术和网络平台，精心打造了一流的网络教学资源。2007年和2013年，先后建成“疲劳与断裂”国家精品课程和国家精品资源共享课。与此同时，为了适应科学研究的飞速发展和技术标准的更新，2018年又与华中科技大学出版社合作，改编出版了配套有微课视频的教材《疲劳与断裂》（第二版）。

疲劳与断裂课程主要讲授疲劳与断裂基本理论，疲劳裂纹萌生扩展机理，疲劳寿命预测以及结构抗断裂疲劳的设计方法。通过学习，可以提高人们对疲劳与断裂问题的分析和认识水平，培养应用疲劳与断裂基本理论和方法，解决结构断裂和疲劳控制设计、安全评价、疲劳寿命预测等工程问题的能力。课程共9章，45个知识点，可以分为4个部分。第1章为第一部分，4个知识点，主要讲授疲劳的基本概念，疲劳载荷的描述方法、结构抗疲劳设计的主要方法和疲劳破坏的宏观断口特征。第2-4章是第二部分，共18个知识点，针对材料或结构在不同载荷水平下发生的高周和低周疲劳，主要研究和讨论循环载荷的计数和响应分析、疲劳损伤的累积，以及裂纹萌生寿命的预测的理论和方法。第5-7章是第三部分，共14个知识点，介绍线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的基本理论，断裂控制设计方法，以及埋藏裂纹和表面裂纹问题的应力强度因子计算。第8、9两章为第四部分，共9个知识点，讨论疲劳裂纹扩展寿命的预测方法、裂纹闭合理论和高载迟滞效应。

课程适合于力学、机械、材料、土木、能源、航空航天等专业高年级本科生和研究生学习，也可作为相关专业的教师、研究人员和工程技术人员参考。

疲劳与断裂课程采取单元测验和结束考试相结合的百分制考评方式。满分100分，其中单元测验占40%，结束考试占60%。60分至80分（不包含80分）为合格，80分至100分为优秀。

弹性力学、塑性力学

第一章 绪论

1.1疲劳的基本概念

1.2扰动载荷的描述

1.3结构抗疲劳设计方法

1.4疲劳断口宏观特征

试验标准

单元测验

第二章 高周疲劳

2.1基本S-N曲线

2.2平均应力的影响

2.3缺口疲劳

2.4Palmgren-Miner线性损伤累积理论

2.5相对Miner理论

2.6雨流计数法

试验标准

单元测验

第三章 疲劳应用统计学基础

3.1疲劳数据的分散性

3.2正态分布

3.3给定疲劳寿命下的失效概率估计

3.4威布尔分布

3.5线性回归分析

3.6利用回归方程进行统计推断

试验标准

单元测验

第四章 低周疲劳

4.1单调应力-应变响应

4.2材料应力-应变响应的循环滞回

4.3循环应力-应变响应

4.4随机载荷下的应力-应变响应

4.5低周疲劳分析

4.6缺口件的疲劳

试验标准

单元测验

第五章 线弹性断裂力学

5.1结构中的裂纹

5.2平面问题的应力函数及其复变函数表示

5.3裂纹尖端场

5.4应力强度因子

5.5材料断裂韧度的实验测试

5.6能量释放率

试验标准

单元测验

第六章 表面裂纹

6.1拉伸载荷作用下无限大体中的埋藏裂纹

6.2拉伸载荷作用下无限大体中的半椭圆表面裂纹

6.3弯曲和拉弯组合载荷作用下有限体中的表面裂纹

试验标准

单元测验

第七章 弹塑性断裂力学

7.1裂纹尖端的小范围屈服

7.2小范围屈服下的应力强度因子修正

7.3裂纹尖端的张开位移和Dugdale模型

7.4裂纹尖端张开位移的实验测试

7.5J积分

单元测验

第八章 疲劳裂纹扩展

8.1疲劳裂纹扩展的控制参量

8.2疲劳裂纹扩展规律

8.3疲劳裂纹扩展寿命预测

8.4应力比对疲劳裂纹扩展的影响

8.5加载频率对疲劳裂纹扩展的影响

8.6腐蚀疲劳

试验标准

单元测验

第九章 裂纹闭合理论与高载迟滞效应

9.1裂纹闭合理论

9.2裂纹闭合应力的实验测定

9.3高载迟滞效应

单元测验

教材：

杨新华，陈传尧. 疲劳与断裂（第二版）. 武汉：华中科技大学出版社，2018

参考书：

[1]  陈传尧. 疲劳与断裂（第一版）. 武汉：华中科技大学出版社，2002

[2]  陈传尧，高大兴. 疲劳断裂基础. 武汉：华中理工大学出版社，1991

[3]  Claude Bathias Andre Pineau著. 吴圣川，李源，王清远译. 材料与结构的疲劳. 北京：国防工业出版社，2016

[4]  Subra Suresh著. 王光中等译. 材料的疲劳. 北京：国防工业出版社，1999

[5]  高镇同. 疲劳应用统计学. 北京：国防工业出版社，1986

[6]  林吉中，刘淑华. 金属材料的断裂与疲劳. 北京：中国铁道出版社，1989

[7]  熊峻江. 疲劳断裂可靠性工程学. 北京：国防工业出版社，2008

[8]  Dieter Radaj著. 郑朝云，张式程译. 焊接结构疲劳强度. 北京：机械工业出版社，1994

[9]  臧启山，姚戈. 工程断裂力学简明教程. 合肥：中国科学技术大学出版社，2014

[10]  郦正能，张纪奎. 工程断裂力学. 北京：北京航空航天大学出版社，2012

[11]  张晓敏. 断裂力学. 北京：清华大学出版社，2012

[12]  王自强，陈少华. 高等断裂力学. 北京：科学出版社，2009

[13]  陈靳，赵树山. 断裂力学. 北京：科学出版社，2006

[14]  李庆芬. 断裂力学及其工程应用. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，1998